[신기술 소개] NIMS, 자원 개발을 위한 고성능 오일흡착재 개발 - 공업용 고분자를 나노 다공화하는 새로운 제조법 발견 -

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KIC News, Volume 16, No. 6, 2013 47

AIST 등, 탄소나노튜브 안전 관리에 관한 안내서 완성

- ‘안전성 시험 절차서’ 및 ‘작업 환경 계측 방법’ 공개 -

일본 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)와 기술연구조합 단층CNT융합 신재료 개발기구(TASC), 산 업기술종합연구소(AIST)는 탄소나노튜브(CNT)를 취급하는 사업체 등이 안전성 시험이나 작업 환경 계측 을 실시할 때 참고가 가능하도록, ‘NEDO프로젝트(저탄소화 사회를 실현하는 혁신적 탄소나노튜브 복합재 료 개발 프로젝트)’를 통해 개발된 측정ㆍ시험 방법을 정리한 ‘탄소나노튜브의 안전성 시험을 위한 시료 조 제와 계측 및 세포를 이용한 인비트로(in vitro) 시험 절차’와 ‘탄소나노튜브의 작업 환경 측정 안내’를 공 개했다.

이는 탄소나노튜브의 안전 관리에 관한 레시피라 칭할 만한 것으로, 사업체 등의 자율 안전 관리를 지원 하고 CNT 응용 개발 촉진에 공헌할 것으로 기대된다.

이 문서는 URL http://www.aist-riss.jp/main/modules/product/nano_tasc.html에서 다운로드할 수 있다.

출처 : 2013.10.29. AIST(http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20131029/pr20131029.html) 작성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)

NIMS, 자원 개발을 위한 고성능 오일흡착재 개발

- 공업용 고분자를 나노 다공화하는 새로운 제조법 발견 -

일본 물질·재료연구기구(NIMS) 첨단적공통기술부문 고분자재료유닛 분리기능재료 그룹 연구진은 공업 적으로 널리 사용되고 있는 엔지니어링 플라스틱을 원료로 지름 10 nm의 다공을 갖는 나노 다공체를 제작 하는 데 성공하여 고성능의 오일 흡착재를 개발했다.

석유나 천연 가스 개발에는 오일 성분을 포함한 대량의 오염수가 발생하기 때문에 환경오염을 방지하기 위한 저렴하면서 효율적인 수처리 시스템이 요구되고 있다. 범용성 고분자와 나노 다공화 기술은 고성능 오일흡착재 제조 방법으로서 기대되어 왔다. 그러나 지금까지의 방법은 나노 수준의 미세한 고분자 다공체 를 형성할 수 없어 흡착재로서의 고성능화를 가로막고 있었다.

공업적인 고분자 다공체 제조법에는 고분자 용액의 ‘상분리 현상’이 널리 이용되어 왔다. NIMS에서는 심냉 조건 하에서의 고분자와 용매의 상분리 현상에 주목, 엔지니어링 플라스틱 내부에 용매인 나노 결정 을 형성시키는 데 성공했다. 이 나노 결정을 독자적인 방법으로 제거함으로써 아주 미세한 나노 세공이 연 속적으로 이어진 고분자 나노 다공체를 형성하는 데 성공했다. 개발된 고분자 나노 다공체는 시트나 펠릿, 섬유로 얻을 수 있으며, 특정 조건 하에서는 반경 1.9 nm의 미세한 나노 세공을 형성할 수 있었다.

신기술 소개

KIC News, Volume 16, No. 6, 2013

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http://www.ksiec.or.kr

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공업화학 전망, 제16권 제6호, 2013

실험에서 얻은 고분자 나노 다공체는 1 g당 300 m²를 넘을 정도로 표면적이 매우 크기 때문에 수중의 오일 성분을 효율적으로 흡수할 수 있다. 석유 수반수에 포함되는 크레졸 오일 성분의 흡착 시험에서 1 g 당 260 mg을 넘는 흡착량을 확인했다. 또 개발된 흡착재는 고온 처리 하면 흡착된 오일을 탈착한다. 이때 문에 흡착재로 재이용할 수 있다. 또 이산화탄소 등의 가스 흡착 특성도 뛰어나 가스 분리 재료로의 응용도 기대할 수 있다.

본 성과는 10월 22일 영국 과학지 Nature Communications 온라인 판에 게재되었다(※ 발표논문 참조).

※ 발표논문: S. Samitsu, R. Zhang, X. Peng, M. R. Krishnan, Y. Fujii, I. Ichinose “Flash Freezing Route to Mesoporous Polymer Nanofibre Networks”, Nature Communications 4:2653|

DOI:10.1038/ncomms3653)

Figure. 고분자 나노 다공체의 모식도. 지름 10~20

nm의 나노 섬유 모양 분자 집합체가 고도로 나뉘어져 치밀한 3차원 네트워크 구조를 구축 한다. 노란색은 나노 섬유를 구성하는 고분자 사슬의 집합체를 나타낸다.

출처 : 2013.10.22 NIMS(http://www.nims.go.jp/news/press/2013/10/p201310220.html) 작성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)

NIMS, 색소증감형 태양전지의 색소 흡착 구조를 분자 수준에서 해명

- 색소 흡착 구조 제어에 성공 -

일본 물질ㆍ재료연구기구(NIMS) 나노재료과학환경거점 하이브리드태양전지그룹의 혼다 미츠노리(本田充紀) 연구원, 야나기다 마사토시(柳田真利) 그룹리더는 색소증감형 태양전지의 분자/전극 계면 부근에서 생기는 특이한 흡착 구조의 변화와 광전류의 관계를 고에너지가속기연구기구(KEK)의 복사광 연X선 실험 을 통해 밝혀냈다.

색소증감형 태양전지는 저비용이면서 높은 유연성을 갖는 점으로 인해 차세대 태양전지의 하나로 주목 받고 있다. 실용화를 위해서는 현재의 발전 효율을 뛰어넘는 새로운 광전변환 효율의 향상(특히 광전류의 향상)이 요구된다. 색소 태양전지에서는 색소가 광 흡수와 전자 수여를 수행하기 때문에 광전류는 색소의 흡착 구조에 의존한다고 생각되며, 변환 효율 향상을 위해서는 실제 장치에서의 흡착 구조 해명과 그 제어